Как устроено число Рейнольдса
В числителе находятся плотность, характерная скорость и размер объекта, а в знаменателе — динамическая вязкость. Большое значение означает относительное преобладание инерционных эффектов, малое — вязких. Это отношение безразмерно, поэтому удобно для сравнения потоков разных масштабов и жидкостей.
Низкое значение меняет интуицию
Для микроорганизма в воде прекращение гребка почти сразу останавливает движение: вязкость доминирует, инерционный разгон быстро гаснет. Маленький шар в густой жидкости ведёт себя похоже. Человеческий пловец имеет большой размер и скорость, поэтому инерция и формирование следа остаются существенными даже после добавления загустителя.
Похожая форма не гарантирует подобие
Маленькая игрушка, геометрически похожая на пловца, не воспроизводит его гидродинамику автоматически. Чтобы поток был динамически подобным, важные безразмерные параметры тоже должны совпасть. При уменьшении размера пришлось бы менять скорость или вязкость, а у поверхности дополнительно учитывать волновые эффекты через число Фруда.
Почему переход не имеет одной границы
Фраза «ламинарный до 2300» относится к установившемуся течению в круглой трубе, а не ко всем задачам. Для тела сложной формы переход зависит от шероховатости, возмущений и геометрии. Число Рейнольдса указывает относительную роль сил, но конкретные вихри и сопротивление определяют экспериментом или расчётом для данной конфигурации.
Видео опыта
Исходный эксперимент можно посмотреть в ролике канала «Наука в Действии».